Variateur de vitesse. À retenir

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1 À retenir 1) Petit rappel : La vitesse de synchronisme d un moteur asynchrone : ns = f / p ns : Vitesse de synchronisme du moteur en tr.s -1 ; f : Fréquence d alimentation en Hz ; p : Nombre de paires de pôles du moteur. Le réglage de la vitesse des machines asynchrones triphasées est le plus souvent obtenu par variation de la fréquence des courants d alimentation. 35 e. Onduleur à modulation de largeur d'impulsion (MLI) : Il s'agit d'un procédé électronique qui consiste à découper une tension continue en signaux rectangulaires de largeur différente pour obtenir un signal quasi sinusoïdal. Cette méthode permet de régler l'amplitude et la fréquence du signal d'alimentation du moteur tout en limitant les parasites néfastes au bon fonctionnement du moteur. 2) Fonctionnement : Il fournit, à partir d'un réseau alternatif monophasé ou triphasé, une tension alternative sinusoïdale de valeur efficace et de fréquence variable. 3) Schéma fonctionnel : La modulation de largeur d'impulsions est une technique de découpage de tension permettant de générer des formes de courant quasi sinusoïdales. 5) Raccordement : M Redresseur Filtrage Onduleur U,f 4) Constitution : Il comprend principalement : a. Un redresseur : Il transforme la tension alternative sinusoïdale monophasée ou triphasée en une tension redressée. b. Un condensateur de filtrage : Il transforme la tension redressée en une tension continue fixe. c. Un onduleur : Il transforme la tension continue fixe en une tension alternative triphasée à tension et fréquence variable en maintenant le rapport U/f constant. d. Onduleur pleine onde : La commande pleine onde fait apparaître aux bornes du moteur des tensions de formes rectangulaires dites " pleines ondes". (1) Inductance de ligne éventuelle (1 ou 3 phases). (2) Contacts du relais de sécurité, pour signaler à distance l'état du variateur. (3) Relais ou entrée d'automate sous 24 V. (4) +24 V interne. En cas d'utilisation d'une source externe +24 V, relier le 0 V de celle-ci à la borne COM et ne pas utiliser la borne +24 du variateur. Nota : Équiper d'antiparasites tous les circuits selfiques proches du variateur ou couplés sur le même circuit (relais, contacteurs, électrovannes, ). 35

2 Bit 0 (1) Bit 1 (2) Bit 2 (4) Bit 3 (8) Bit 4 (16) Bit 5 (32) Bit 6 (64) Al0 Al1 Alimentation codeur 24V Alimentation codeur 5V Raccordement codeur A Raccordement codeur B Raccordement codeur Z 04 Exercice N 1 (voir pages 38 à 41) (sujet E2 juin 2013) 1) Déterminer la référence du module de puissance du variateur (power modules) de vitesse associé au moteur de puissance de 100 kw. Le variateur sera amené à commander le moteur, notamment en faible vitesse, sous de fortes surcharges. En aval du variateur (cocher la bonne réponse) : 36 Lisse le courant de sortie du variateur vers le moteur Permet d alimenter le stator sous tension réduite Permet d améliorer le rendement de l ensemble moto variateur 5) Configurer tous les micro-interrupteurs de l unité de contrôle du variateur du coupe-racines N 1. 2) Indiquer la puissance correspondante assignée lors de faibles surcharges. Les sorties analogiques sont programmées en courant. Le coupe-racines est sur l adresse 27 du réseau PROFIBUS ( non actionné ; actionné). 3) Indiquer la référence de la self du réseau d entrée et de sortie. Prendre en compte la puissance assignée correspondante choisie à de faibles surcharges. Self d entrée Self de sortie MAR ARR 0 à 20mA 0 à 10V 4) Préciser le rôle de chacune d elle : En amont du variateur (cocher la bonne réponse) : Filtre les harmoniques sur les tensions d entrée Empêche la propagation d harmoniques issues du variateur vers le réseau Sert de protection contre les surtensions MAR ARR 0 à 20mA 0 à 10V 36

3 Exercice N 2 (voir pages 42 à 44) (sujet E2 juin 2012) Pour éviter les coups de bélier, on décide de piloter le moteur de la moto pompe P01 à l aide d un variateur de vitesse. Le choix se porte sur la gamme ATV61 particulièrement adaptée au pompage. On utilisera une alimentation 400V triphasée. La puissance absorbée par le moteur est de 18,5 kw. 1) Indiquer la référence du variateur. Indiquer les valeurs manquantes. LI x «%Q2.6» LI y «%Q2.7» Vitesse en tr.min -1 Vitesse en Hz ) Indiquer les paramètres à saisir dans le logiciel POWERSUITE. 2) Prévoir la programmation et donner la signification de chaque élément. Ith npr UnS FrS nsp 3) Configuration des vitesses du variateur Le logiciel POWERSUITE de Schneider Electric nous permet aisément de configurer les différents paramètres du variateur. On vous demande de poser les calculs préliminaires afin d obtenir les vitesses intermédiaires. Les vitesses se programment en terme de fréquences (Hz), calculer dans le tableau ci-après les fréquences équivalentes d après les sorties de l automate TSX 37 et donner la position des deux sorties de l automate %Q2.6 et %Q2.7 37

4 Annexes exercice N 1 : 38 38

5 39 39

6 40 40

7 41 41

8 Annexes exercice N 2 : 42 42

9 43 Menu de configuration du variateur ATV 61 Paramètres modifiables en marche et à l arrêt (1)In correspond au courant nominal variateur indiqué dans le guide d installation sur l étiquette signalétique du variateur (1)In correspond au courant nominal variateur indiqué dans le guide d installation sur l étiquette signalétique du variateur 43

10 44 Mise en service Recommandations préliminaires- Configuration usine : Nous avons préréglé l Altivar 61 en usine pour les conditions d emploi les plus courantes : Macro configuration : Pompage / Ventilation. Fréquence moteur : 50 Hz. Application à couple variable avec économie d énergie. Mode d arrêt normal sur rampe de décélération. Mode d arrêt sur défaut : roue libre. Rampe linéaires, accélération et décélération : 3 secondes. Petite vitesse : 0 Hz. Grande vitesse : 50 Hz. Courant thermique moteur = courant nominal variateur. Courant de freinage par injection à l arrêt = 0,7 x courant nominal variateur, pendant 0,5 s. Fréquence de découpage 2,5 khz à 12 khz selon le calibre du variateur. Entrées logiques : (LI5, LI6 : inactives (non affectées)) o LI1 : marche avant o LI2 : marche arrière o LI3, LI4 : 4 vitesses présélectionnées (vitesse 1 = LSP, vitesse 2 = 10Hz, vitesse 3 = 25 Hz, vitesse 4 = 50 Hz) Entrées analogiques : o AI1 : 1ère consigne vitesse V. o AI2 : 2ème consigne vitesse 0-20 ma. Relais R1 : le contact s ouvre en cas de défaut (ou variateur hors tension). Relais R2 : le contact se ferme lorsque le variateur est en marche. Sortie analogique A01 : 0-20 ma, fréquence moteur. 44